最近、超伝導についての話題が再燃している。超伝導とは、物質が超伝導状態になる温度以下で抵抗がゼロになる現象である。
紹介
実際、1986年にスイスのIBM研究所で、科学者のミュラーとベドノルツは、35Kで一連のセラミックスが超伝導状態を示すことを発見した。翌年、アラバマ大学とヒューストン大学の科学者たちは、93Kのイットリウム・バリウム・銅酸化物が超伝導であることを示した。 これは、エネルギーを失うことなく電気を通すことを意味する。イットリウム・バリウム・銅酸化物は化学式YBa2Cu3O7で表され、実用化されている高温超伝導体は、しばしばYBCOと呼ばれ、超伝導体の第2類に属する。
希土類元素イットリウム(Y)を含む超伝導材料は、実際には、地球の地殻では非常に小さく、モナザイト砂の金属イットリウム源のほとんどは、アポロ宇宙飛行士が月から地球に持ち帰った岩石には、驚くほど多くのイットリウムが含まれていた。
イットリウムという名前は、1789年にガドリンがこの元素を初めて認識したスイスの小さな村イッテルビーから取られたもので、いくつかの元素にこの村の名前が付けられていることは興味深い。イットリウムは、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(しばしばYAGと呼ばれる)のような固体レーザーにも使用することができ、光のエネルギーを増強し、狭い範囲の波長を発生させ、高出力であるため、金属の穴あけや切断に有用である。
イットリウム Y
原子番号: 39
原子質量: 88.905838 u
電子配置: [Kr] 4d1 5s2
- イットリウムは、ジャンル(Sc)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)と同様の電子配置を持ち、遷移金属元素の第5サイクルに属する。
物理的性質
外観:インフェルノは銀白色の金属で、灰色を帯びることもある。
密度: 4.472 g/cm³(在室溫下)
融点: 1523 °C
沸点: 3337 °C
硬度:3.0 – 3.5 (モース)
磁性:室温では、ペリレンは反磁性である。
化学的性質
- イットリウムは、酸素、硫黄、窒素と多くの化合物を形成できる活性金属である。
- 空気中で急速に酸化し、アルミナ(Y2O3)の保護層を形成する。
イットリウム応用分野:
あまりに低い温度に到達するのは現実的ではないため、科学者たちは室温で超伝導を示すことができる材料を見つけようとしている。特に、より高い臨界温度を持つ材料が見つかれば、より到達しやすい温度で超伝導を示すことができるため、産業用途への応用が期待される。
- イットリウムの主な用途は、合金、特に航空宇宙や自動車エンジン部品のような高強度合金への使用である。
- また、YAG(ペリレンアルミニウムガーネット)レーザー結晶のような特殊なガラスやセラミックの製造にも使用される。
- LED照明やディスプレイ技術では、イットリウム化合物は異なる色の光を発する蛍光体として使用されている。
- イットリウムは、MRI造影剤などの医療用画像診断に使用されている。